LAS EMULSIONES ASFÁLTICAS EN PROCESOS DE IMPERMEABILIZACIÓN

Soengas Cecilia* - González Rubén** - Rivera Julián*** - Bachetta Gustavo**** LEMaC Centro de Investigaciones Viales Universidad tecnológica Nacional

Facultad Regional La Plata

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Palabras Claves: impermeabilización de techados; pinturas asfálticas; emulsiones asfálticas con incorporación de bentonita.

RESUMEN

El presente trabajo aborda la formulación de una emulsión asfáltica, a la que se le incorpora bentonita en busca de dotarla de ciertas características necesarias para su empleo en la impermeabilización de techados. Se busca puntualmente la máxima incorporación posible de bentonita, realizando para ello pruebas con distintos tipos de ligantes (convencionales y no convencionales), bentonitas, aditivos químicos y metodologías de elaboración. Se trabajó con estas variables, hasta obtener la dosificación y método de elaboración que asegurara la obtención de un producto estable en el tiempo y adaptado a las nuevas formas de colocación. Se dan por último las conclusiones del trabajo y recomendaciones que de éste surgen para futuras experiencias relacionadas.

* Integrante del Area Materiales Viales del LEMaC **Jefe del Area Materiales Viales del LEMaC ***Docente Investigador UTN Facultad Regional La Plata **** Comitente

1. INTRODUCCIÓN

La impermeabilización de los diferentes elementos constituyentes de una obra civil contra la acción de la humedad en sus diversas formas, constituye y ha constituido en todas la épocas una de las precauciones fundamentales de los constructores, especialmente en zonas lluviosas o húmedas. La impermeabilización o aislación, como es sabido, es importante en las fundaciones (en contacto directo con el terreno), en la mampostería de elevación y en los techados. Esto se debe fundamentalmente a la acción de lluvias o al ascenso de la napa freática. Comúnmente, la impermeabilización de muros se realiza por medio de capas aisladoras (aislaciones hidrófugas), tanto verticales como horizontales, y en techados con una capa protectora que recubre toda la superficie expuesta a la acción del agua de lluvia. La aislación es lograda con materiales impermeabilizantes. Estos son materiales hidrófugos que han ido variando, tanto en composición como en colocación, con los avances tecnológicos. De este modo, en la década del ´40, los hidrófugos orgánicos fueron introducidos al país por inmigrantes italianos, quienes los elaboraban en base a grasa de pescado y vendían en forma de pastas solubles. En la década del ´50, se desarrollaron en el país los hidrófugos químicos inorgánicos, debido a que los hidrófugos orgánicos se degradaban con el transcurso del tiempo. Contemporáneamente con este hidrófugo y aún antes, también se aplicaba como capa aisladora horizontal la brea caliente, debido a que ésta presentaba la suficiente elasticidad como para acompañar, sin fisurarse, los movimientos de las paredes, posicionando a los materiales bituminosos como excelentes hidrófugos insolubles en agua. Pero tanto los betunes como los asfaltos tienen la característica de cambiar su viscosidad con la acción de la temperatura. El betún puro al enfriarse tiende a vitrificarse, por lo que no es común utilizarlo directamente como hidrófugo. En forma complementaria, antiguamente la colocación se realizaba en caliente, pero con la introducción de los asfaltos diluidos y las emulsiones, la aplicación en frío fue creciendo en forma vertiginosa, apoderándose del mercado actual. En la Argentina, en la década del ´60, los productos utilizados para la impermeabilización de techados estaban compuestos de asfaltos oxidados que se elaboraban con crudos de petróleo de la Cuenca Neuquen

Río Negro. Estos crudos son muy parafínicos y no permiten obtener asfaltos oxidados de buena performance a bajas temperaturas, por ello los techados realizados con estos productos se fragilizaban en forma extrema. Actualmente se utilizan asfaltos plásticos provenientes de la Cuenca de Comodoro Rivadavia, Escalante o aquellos que sean más aromáticos que los usados para el mercado vial. Por su parte, la bentonita ha sido utilizada en la industria de la construcción como un componente impermeabilizante desde hace mucho tiempo. Su uso más difundido es en compuestos tipo lechadas (lodo bentonita), incorporación en la mezcla de lechadas de cemento, etc.

2. DESARROLLO DE LA EXPERIENCIA Como paso inicial, veamos algunas de las características de los materiales empleados.

2.1. Las Emulsiones Asfálticas Se componen de un ligante hidrocarbonado y una fase acuosa, formada por agua destilada y un agente tensioactivo (comúnmente denominado emulsificante). Son las características propias de este agente quienes le otorgan a la emulsión el carácter de aniónicas o catiónicas. El proceso de emulsificación se logra por medio de un molino coloidal, el cual al girar a altas velocidades produce fuerzas de cizallamiento, logrando que los glóbulos del ligante asfáltico se dispersen en la fase acuosa para formar una FASE CONTINUA Y ESTABLE EN EL TIEMPO.

Fig. 1 Detalle de techado

Fig. 2 Detalle rotor-estator de molino coloidal

Generalmente el ligante asfáltico utilizado tiene las características de un ligante convencional para uso vial y los agentes tensioactivos son compuestos químicos que presentan actividad superficial y cuando se disuelven en un líquido, en particular en agua, reducen su tensión superficial.

2.2. La Bentonita La bentonita es un mineral abundante en la naturaleza, de origen sedimentario y/o volcánico y con características únicas de absorber, adsorber, hinchar, aglomerar y lubricar. Su estructura es laminar con gran capacidad de intercambio catiónico, presenta baja estabilidad en suspensiones salinas y se altera fácilmente por efecto térmico. Pertenece a la familia mineralógica de las esmectitas y químicamente es un silicato de aluminio y magnesio.

2.3. Pruebas Realizadas Se buscó la formulación de una emulsión asfáltica que fuera compatible con la incorporación de bentonita, para ser utilizada como impermeabilizante en techados. Para esto se comprobó la utilización de un ligante asfáltico convencional para uso vial (penetración 70-100) y otro no convencional

(contenía fluxantes) de menor costo. Se emplearon además bentonitas de dos tipos, la primera del tipo sódica natural con un pasante por la malla N° 325 del 80 % (que denominaremos sódica natural ) y una segunda de bajo hinchamiento . También se ensayaron diversas metodologías de elaboración y diversos productos químicos emulsificantes.

Fig. 3 Frente de explotación de bentonita

Primera experiencia Como punto de partida se decide emplear productos y características típicos de la elaboración de emulsiones asfálticas. Por esto, se emplea un molino coloidal, en donde se mezcla la fase acuosa más el asfalto, utilizando para ello los siguientes materiales:

Ligante convencional

Fluxante (gas oil) Agua Bentonita Acido (tipo A) Emulsificante cationico

Fig. 4

Bentonita sódica natural

Fig. 5 Determinación de pH en fase acuosa Fig. 6 Molino coloidal de laboratorio

Con estos materiales y forma de elaboración no se pudo siquiera obtener un producto homogéneo pasante por el molino coloidal. Se observa que esto se debe fundamentalmente a la pastosidad generada por la bentonita y a posibles incompatibilidades químicas.

Segunda experiencia Se decide en ésta, disminuir el contenido de bentonita y modificar el tipo de ácido (Tipo B), continuando con la utilización del molino coloidal. Como resultado se obtuvo un producto que sí pudo fluir por el molino, pero que presentó una notable separación de fases, denotando una falencia en la metodología de elaboración. Además, las características de la bentonita sódica natural contribuyeron a este efecto.

Tercera experiencia Como alternativa al empleo del molino coloidal, se decide realizar la mezcla en un dispersor, del tipo comúnmente utilizado en la elaboración de asfaltos modificados, bajo ciertas condiciones controladas. Se emplea el ligante convencional , el ácido Tipo B y una bentonita de bajo hinchamiento . Se obtiene mediante esta experiencia un producto homogéneo, untoso, aplicable con brocha o espátula y que mantiene sus características en el tiempo.

Fig. 7 Vista superior del molino coloidal

Cuarta experiencia Se busca en ésta reducir los costos mediante el empleo de un ligante no convencional disponible en el mercado y manteniendo fijas el resto de las variables. Resulta de esta experiencia un producto similar a la de la anterior, pero que no guarda sus características con el paso del tiempo, presentándose exudaciones al plazo de unas horas.

Fig. 10 Dispersor de asfaltos de laboratorio

Fig. 11 Bajo residuo sobre tamiz

Fig. 8 Fase acuosa Fig. 9 Aplicación del producto

Quinta experiencia Se analiza la alternativa de la tercera experiencia, pero utilizando nuevamente la bentonita sódica natural , por ser esta también de menor costo que la de bajo hinchamiento . Nuevamente, se obtiene un producto similar al de la tercera experiencia, pero de homogeneidad inferior, lo que lleva a falencias en su aplicación con espátula o brocha.

3. CONCLUSIONES

Se puede obtener una emulsión asfáltica, para su aplicación como impermeabilizante de techados, con productos y técnicas de elaboración actualmente disponibles en la Argentina y el resto de Latinoamérica. La afinidad química se pone en relieve en estos casos, aun más que en las emulsiones de uso vial, razón por la que debe analizarse profundamente las relaciones existentes entre el ligante, emulsificante, bentonita y otras adiciones. Debido a la alta consistencia del producto desarrollado, se obtienen mejores resultados empleando en la elaboración dispersores en vez de molinos coloidales (aunque este último se debe emplear para la obtención de una fase acuosa de buenas características). Ciertos insumos de menores costos han presentado propiedades que alteran la calidad del producto final, se recomienda continuar con el análisis para la incorporación de otros materiales alternativos. Las determinaciones de la finura, homogeneidad, estabilidad en el tiempo y facilidad de aplicación del producto, son necesarias para no incurrir en falsas conclusiones apresuradas.

4. REFERENCIA BIBLIOGRAFICAS

- Relatorios del IX Congreso Geológico Argentino, Geología y recursos Naturales de las provincias de Río Negro, Neuquén y Buenos Aires. Año 1984 y 1978.

- Arq. M. F. Pasman. Materiales de Construcción. Octava Edición. CESARINI Hnos Editores.

- Fueron consultadas Páginas de Internet de las siguientes empresas: Manual del Impermeabilizador. Revista BIT. Junio de 2000, Junio de 2001 y Septiembre de 2002, Chile. Marisa García Romero. Bentonitas.

- Giaccio G y Zerbino R. Elección y tipo de fluidificante. Ciencia y Tecnología del Hormigón, publicaciones del LEMIT. Nº 8 Año 2000.

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